Объемы дыхания

Жизненная емкость легких – какая норма у человека и как измерить

Объемы дыхания

Чтобы лучше понять, что такое ЖЕЛ, нужно вкратце вспомнить строение органов дыхания. В контексте жизненной емкости легких нас интересуют следующие органы. Трахея по другому называется дыхательным горлом. Она имеет длину около 10 см. Простирается от гортани до 5-го грудного позвонка, на уровне которого разделяется на 2 главных бронха.

Главные бронхи также делятся на “ветви” меньшего размера и так далее, из-за чего они напоминают крону дерева (рис.1). Изнутри трахея (а также и бронхи) покрыта слизистой оболочкой, состоящей из реснитчатого эпителия. Воспаление этого эпителия, вследствие различных заболеваний, часто вызывает явление обструкции, или снижения проходимости дыхательных путей. Рис. 1.

Структура бронхов и трахеи Являются главными органами дыхательной системы. Каждое из них разделяется на доли. Правое – на 3 (верхняя, средняя, нижняя), левое – на 2 (верхняя и нижняя). Каждая из долей разделяется на мелкие сегменты, к которым примыкают “веточки” бронхов, заканчивающиеся альвеолами.

Тонкие стенки альвеол соприкасаются с капиллярами и воздух посредством диффузии попадает в кровь (рис.2). Важно! Плевра – это серозный покров стенок легких и грудной клетки. Между двумя листками плевры (легочной и реберной) находится небольшой объем плевральной жидкости, которая предотвращает трение между легкими и ребрами. Рис. 2.

Строение легких ЖЕЛ составляется путем сложения следующих показателей:

  • Резервный объем выдоха. Воздух, выдыхаемый через усилие.
  • Резервный объем вдоха. Воздух, вдыхаемый через усилие.
  • Дыхательный объем. Количество воздуха, которое вдыхается и выдыхается без усилия.

Стоит упомянуть так называемый остаточный воздух, который сохраняется в альвеолах даже после выдоха с усилием. Показатели легочного дыхания, такие как ЖЕЛ, измеряют во время процедуры спирографии, с помощью специального прибора-спирометра (рис.3).

Важно! Нужно помнить, что жизненная емкость легких – не фиксированная величина, и изменяется, в зависимости от положения тела человека. Поэтому для максимальной точности процедуру проводят стоя, либо сидя.

   Для замера жизненной емкости легких человек должен взять в рот трубку спирометра (нос при этом желательно заткнуть прищепкой), максимально глубоко вдохнуть, затем резко и максимально полно выдохнуть. Спирометрия является одним из самых распространенных методов оценки состояния органов дыхания.

Плюсы методики заключаются в простоте, надежности и безопасности для здоровья как пациента, так и окружающих. Рис. 3. Спирометр Помимо спирометрии, показатели ЖЕЛ измеряются при помощи плетизмографии, а точнее ее разновидности, плетизмографии всего тела (ПВТ). Суть заключается в комплексном обследовании человека.

Для этого проводят:

  • Регистрацию изменений объема грудной клетки.
  • Измерение скорости воздушного потока при дыхании и давление в ротовой полости (с помощью воздухопровода со специальными датчиками).
  • Внутрипищеводное давление, которое приравнивается к внутриплевральному (при помощи катетера).

Все это позволяет с максимальной точностью вычислить показатели ЖЕЛ, что часто бывает необходимо при научных изысканиях. Помимо параметров, определяемых методом спирографии, ПВТ позволяет оценить состояние механических процессов, связанных с дыханием, таких как растяжимость легких и сопротивление дыхательных путей движению воздуха.

Ввиду сложности этого метода в прикладной медицине его применяют реже, чем в научных исследованиях. Также, в отсутствие других возможностей, рассчитать ЖЕЛ можно по следующим формулам:

  • Для мужчин. 0,052*рост (см) – 0,029*возраст (лет) – 3,20.
  • Для женщин.  0,049*рост (см) – 0,019*возраст (лет) – 3,76.

Для детей 4-17 лет существуют отдельные формулы расчета:

  1. Для мальчиков:
    • 4,53*рост(см) – 3,9, при росте от 100 до 164 см.
    • 10*рост – 12,85, при росте от 165 см.
  2. Для девочек: 3,75*рост – 3,15, при росте от 100 до 175 см.

Важно! Полученные величины объема измеряются в литрах.

Как уже было сказано, величина ЖЕЛ зависит от положения тела. При сидячем и стоячем положении разница незначительна, в то время как в положении лежа емкость заметно уменьшается. Кроме того, уменьшение емкости наблюдается во время болезней, связанных с так называемой обструкцией или нарушением проходимости дыхательных путей.

Подобные отклонения являются следствием различных легочных заболеваний, таких как астма, пневмония или туберкулез. Также ЖЕЛ уменьшается во время снижения двигательной активности. Причина этого состоит в том, что при малоподвижном образе жизни (гиподинамии), происходит постепенное ослабление (атрофия) мышц, в том числе отвечающих за процессы вдоха и выдоха. Помимо этого, гиподинамия способствует появлению венозного застоя в малом круге кровообращения. Соответственно – во время тренировок и прочих физических нагрузок ЖЕЛ увеличивается. Для удобства восприятия информации и ее понимания, учтите такие нюансы предложенных таблиц 1 и 2:

  1. Объемы указаны в литрах.
  2. Показатели массы тела приведены с учетом среднего, худощавого или спортивного телосложения. При большой массе тела вызванной избыточным весом показатели рассчитываются индивидуально.

Таблица 1. Для мужчин

Рост (м)Масса тела (кг)
50556065707580859095100
1,63,53,653,83,954,14,254,44,554,74,855
1,653,73,8544,154,34,454,64,754,95,155,2
1,73,94,154,24,354,54,654,84,955,15,355,4
1,754,14,354,44,554,74,8555,155,35,555,6
1,84,34,554,64,754,95,055,25,355,55,755,8
1,854,54,754,84,955,15,255,45,555,75,956
1,94,74,9555,155,35,455,65,755,96,056,2

Таблица 2. Для женщин

Рост (м)Масса тела (кг)
5055606570758085
1,52,652,72,752,852,852,92,953
1,552,852,92,953,053,053,13,153,2
1,63,053,13,153,253,253,33,353,4
1,653,253,33,353,453,453,53,553.6
1,73,453,53,553,653,653,73,753,8
1,753,653,73,753,853,853,93,954
1,83,853,93,954,054,054,14,154,2

Источник: //nauka.club/anatomiya/zhiznennaya-emkost-legkix.html

Вентиляция легких: легочные объемы и емкости. Методы исследования

Объемы дыхания

Вентиляция легких – это газообмен между альвеолярным воздухом и легкими.

Количественной характеристикой легочной вентиляции служит минутный объем дыхания (МОД) – объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту.

Определить МОД можно, если знать частоту дыхательных движений (в покое у взрослого человека составляет 16-20 в 1 минуту) и дыхательный объем (ДО=350 – 800 мл).

МОД=ЧД´ДО = 5000 -16000 мл/мин

Однако в легочном газообмене участвует не весь вентилируемый воздух, а лишь та его часть, которая достигает альвеол.

Дело в том, что примерно 1/3 дыхательного объема покоя приходится на вентиляцию так называемого анатомического мертвого пространства (МП), заполненного воздухом, который непосредственно не участвует в газообмене и лишь перемещается в просвете воздухоносных путей при вдохе и выдохе.

Но иногда некоторые из альвеол не функционируют или функционируют частично из-за отсутствия или уменьшения кровотока в близлежащих капиллярах. С функциональной точки зрения эти альвеолы также представляют собой мертвое пространство.

При включении альвеолярного мертвого пространства в общее мертвое пространство последнее называют не анатомическим, а физиологическим мертвым пространством. У здорового человека анатомическое и физиологическое пространства почти равны, но если часть альвеол не функционирует или функционирует только частично, объем физиологического мертвого пространства может оказаться больше анатомического в несколько раз.

Следовательно, вентиляция альвеолярных пространств — альвеолярная вентиляция (АВ) представляет собой легочную вентиляцию за вычетом вентиляции мертвого пространства.

АВ= ЧД´(ДО –МП)

Интенсивность альвеолярной вентиляции зависит от глубины дыхания: чем глубже дыхание (больше ДО), тем интенсивнее вентиляция альвеол.

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) – объем воздуха, который проходит через легкие за 1 минуту во время максимальных по частоте и глубине дыхательных движений, Максимальная вентиляция возникает во время интенсивной работы, при недостатке содержания О2 (гипоксия) и избытке СО2 (гиперкапния) во вдыхаемом воздухе. В этих условиях МОД может достигать 150 – 200 л в 1 минуту.

Перечисленные выше показатели являются динамическими и отражают эффективность функционирования системы дыхания во временном аспекте (обычно за 1 минуту).

Кроме динамических показателей внешнее дыхание оценивают по статическим показателям (рис.7):

§ дыхательный объем (ДО) это объем воздуха, вдыхаемый и выдыхаемый при спокойном дыхании (у взрослого человека составляет 350 – 800 мл);

§ резервного объема вдоха (РОвд)– дополнительный объем воздуха, который можно вдохнуть сверх спокойного вдоха при форсированном дыхании (РО вд в среднем 1500-2500 мл);

§ резервного объема выдоха (РОвыд)– максимальный дополнительный объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (РО выд в среднем 1000-1500 мл);

§ остаточный объем легких (00) –объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха (ОО= 1000 -1500 мл)

Рис.7. Спирограмма при спокойном и форсированном дыхании

При спадении легких (при пневмотораксе) большая часть остаточного воздуха выходит (коллапсный остаточный объем =800-1000 мл), а в легких остается минимальный остаточный объем(200-400 мл).

Этот воздух задерживается в так называемых воздушных ловушках, так как часть бронхиол спадается раньше альвеол (концевые и дыхательные бронхиолы не содержат хрящей).

Эти знания используются в судебной медицине для теста живым ли родился ребенок: легкое мертворожденного тонет в воде, так как не содержит воздуха.

Суммы легочных объемов называют емкостями легких.

Различают следующие емкости легких:

1. общая емкость легких (ОЕЛ) – объем воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха – включает все четыре объема

2. жизненная емкость легких (ЖЕЛ) включает в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха. ЖЕЛ – это объем воздуха, выдохнутого из легких после максимального вдоха при максимальном выдохе.

ЖЕЛ = ДО + РOвд + РОвыд

ЖЕЛ составляет у мужчин 3,5 – 5,0 л, у женщин – 3,0-4,0л. Величина ЖЕЛ зависит от роста, возраста, пола, степени функциональной подготовки.

С возрастом этот показатель снижается (особенно после 40 лет). Это связано со снижением эластичности легких и подвижности грудной клетки. У женщин ЖЕЛ в среднем на 25 % меньше, чем у мужчин.

ЖЕЛ зависит от роста, так как величина грудной клетки пропорциональна другим размерам тела.

ЖЕЛ зависит от степени тренированности: особенно велика ЖЕЛ (до 8 л) у пловцов и гребцов, так как у этих спортсменов хорошо развиты вспомогательные мышцы (большие и малые грудные).

3. емкость вдоха (Евд) равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха, составляет в среднем 2,0 – 2,5 л;

4. функциональная остаточная емкость (ФОЕ) – объем воздуха в легких после спокойного выдоха. В легких при спокойном вдохе и выдохе постоянно содержится примерно 2500 мл воздуха, заполняющего альвеолы и нижние дыхательные пути. Благодаря этому газовый состав альвеолярного воздуха сохраняется на постоянном уровне.

При обычном исследовании ОЕЛ, ОО и ФОЕ недоступны для измерения. Их определяют с помощью газоанализаторов, изучая изменение состава газовых смесей в замкнутом контуре (содержание гелия, азота).

Для оценки вентиляционной функции легких, состояния дыхательных путей, изучения паттерна (рисунка) дыхания применяются различные методы исследования: пневмография, спирометрия, спирография.

Спирография(лат. spiro дышать + греч. graphо писать, изображать) — метод графической регистрации изменений легочных объемов при выполнении естественных дыхательных движений и волевых форсированных дыхательных маневров.

Спирография позволяет получить ряд показателей, которые описывают вентиляцию легких.

В техническом выполнении все спирографы делятся на приборы открытого и закрытого типа (рис. 8).

Рис. 8. Схематическое изображение спирографа

В аппаратах открытого типа больной через клапанную коробку вдыхает атмосферный воздух, а выдыхаемый воздух поступает в мешок Дугласа или в спирометр Тисо (емкостью 100—200 л), иногда — к газовому счетчику, который непрерывно определяет его объем.

Собранный таким образом воздух анализируют: в нем определяют величины поглощения кислорода и выделения углекислого газа за единицу времени. В аппаратах закрытого типа используется воздух колокола аппарата, циркулирующий в закрытом контуре без сообщения с атмосферой.

Выдыхаемый углекислый газ поглощается специальным поглотителем.

В современных приборах, регистрирующих изменения объема легких при дыхании (как открытого, так и закрытого типов), имеются электронные вычислительные устройства для автоматической обработки результатов измерений.

При анализе спирограммы также определяют скоростные показатели. Вычисление скоростных показателей имеет большое значение в выявлении признаков бронхиальной обструкции.

§ Объём форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1) — объём воздуха, изгоняемый с максимальным усилием из лёгких в течение первой секунды выдоха после глубокого вдоха, т.е. часть ФЖЕЛ, выдыхаемая за первую секунду. Прежде всего ОФВ1 отражает состояние крупных дыхательных путей и часто выражается в процентах от ЖЕЛ (нормальное значение ОФВ1 = 75% ЖЕЛ).

§ индекс Тиффноотношение ОФВ1/ФЖЕЛ, выраженное в %:

ИТ= ОФВ1 ´ 100%

ФЖЕЛ

Он определяется в тесте дыхательного «толчка» (тест Тиффно) и заключается в изучении одиночного форсированного выдоха, позволяет сделать важные диагностические заключения о функциональном состоянии дыхательного аппарата. В конце выдоха интенсивность дыхательного потока ограничивается за счет компрессии мелких дыхательных путей (рис.8).

Рис. 9. Схематическое изображение спирограммы и ее показателей

Объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1) в норме составляет не менее 70—75 %. Уменьшение индекса Тиффно и ОФВ1 является характерным признаком заболеваний, которые сопровождаются снижением бронхиальной проходимости — бронхиальной астмы, хронического обструктивного заболевания легких, бронхоэктатической болезни и пр.

По спирограмме можно определить объем кислорода, потребляемого организмом.

При наличии системы компенсации кислорода в спирографе этот показатель определяют по наклону кривой поступления в него кислорода, при отсутствии такой системы — по наклону спирограммы спокойного дыхания.

Разделив этот объем на число минут, в течение которых проводилась запись потребления кислорода, получают величину VО2 (составляет 200-400 мл в покое).

Все показатели легочной вентиляции изменчивы. Они зависят от пола, возраста, веса, роста, положения тела, состояния нервной системы больного и прочих факторов.

Поэтому для правильной оценки функционального состояния легочной вентиляции абсолютное значение того или иного показателя является недостаточным.

Необходимо сопоставлять полученные абсолютные показатели с соответствующими величинами у здорового человека того же возраста, роста, веса и пола — так называемыми должными показателями.

для мужчин ДЖЕЛ = 5, 2xР – 0, 029xВ – 3, 2

для женщин ДЖЕЛ = 4, 9xР – 0, 019xВ – 3, 76

для девочек от 4 до 17 лет при росте от 1, 0 до 1, 75 м:

ДЖЕЛ = 3, 75xР – 3, 15

для мальчиков того же возраста при росте до 1, 65 м:

ДЖЕЛ = 4, 53xР – 3, 9, а при росте св. 1, 65 м – ДЖЕЛ = 10xР – 12, 85

где Р- рост (м), В -возраст

Такое сопоставление выражается в процентах по отношению к должному показателю. Патологическими считаются отклонения, превышающие 15—20 % от величины должного показателя.

Контрольные вопросы

1. Что такое легочная вентиляция, какой показатель ее характеризует ?

2. Что такое анатомическое и физиологическое мертвое пространство?

3. Как определить альвеолярную вентиляцию ?

4. Что такое МВЛ ?

5. Какие статические показатели используют для оценки внешнего дыхания ?

6. Какие емкости легких бывают ?

7. От каких факторов зависит величина ЖЕЛ ?

8. С какой целью используют спирографию ?

9. Как определяют по спирограмме скоростные показатели (ОФВ1 и индекс Тиффно) ?

10. Что такое должные показатели, как их определяют ?

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: //studopedia.ru/11_107999_ventilyatsiya-legkih-legochnie-ob-emi-i-emkosti-metodi-issledovaniya.html

Роль дыхания и кислорода в нашем организме

Объемы дыхания

Для жизненных процессов, протекающих в организме большое значение имеет состояние органов дыхания. Органы дыхания состоят из воздухоносных путей.

К ним относятся полости рта и носа, гортань, трахея, бронхи и мелкие бронхи — бронхиолы, заканчивающиеся мельчайшими тонкостенными пузырьками — альвеолами, которых насчитывается несколько миллионов. Если расправить их стенки в одной плоскости, то они займут поверхность около 65 м2.

Стенки легочных пузырьков оплетены кровеносными капиллярами. Кислород, поступающий в легкие через тонкие стенки легочных пузырьков и капилляров, проникает через кровь к клеткам организма, а углекислота выходит из крови в легкие.

Механизм дыхания

Вдох и выдох происходят вследствие сокращения и расслабления дыхательных мышц. При нормальном спокойном вдохе работают главным образом наружные межреберные мышцы и диафрагма. При глубоком вдохе, кроме наружных межреберных мышц и диафрагмы, участвуют мышцы шеи и груди. Выдох происходит в результате расслабления мышц, производящих вдох.

Частота и глубина дыхания регулируются центральной нервной системой в соответствии с объемом производимой работы, изменениями атмосферного давления, состава воздуха. В покое при каждом вдохе в легкие поступает около 500 мл воздуха.

Частота дыхания человека 14—16 в минуту. В дыхании участвует часть легких. Количество воздуха, проходящее через легкие в покое, составляет в 8 л в минуту.

В течение суток через легкие человека проходит 13000—15000 л воздуха.

При физической работе дыхание учащается и углубляется. В связи с этим объем легочной вентиляции увеличивается. Например, при марше по ровной дороге со скоростью 6 км/ч частота дыхания не превышает 18—20 в минуту, но дыхание становится более глубоким. Количество воздуха, проходящего через легкие, увеличивается втрое.

При более быстром продвижении, например, при беге или ходьбе на лыжах, дыхательные движения могут участиться до 20—30 в минуту. Количество воздуха, поступающего в легкие, может увеличиться до 15—20 л и больше.

Такое количество требует увеличения жизненной емкости легких (количество воздуха, которое может быть выдохнуто после наибольшего вдоха).

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) неодинакова

Жизненная емкость легких в результате настойчивой тренировки увеличивается. У лиц, не занимающихся физическим трудом, жизненная емкость легких равна 3000—-1000 мл.

У тренированных людей она равна 5000 – 6000 мл.

Наибольшую жизненную емкость легких имеют пловцы, гребцы, бегуны. Молодой человек должен усвоить, что для использования возможностей легких необходимо правильно дышать Во всех случаях нужно дышать глубже и через нос.

В результате физических упражнении, особенно, дыхальных, жизненная емкость легких увеличивается улучшается вентиляция легких, что способствует предохранению от возможных заболеваний легких, таких, к трахеиты, бронхиты, бронхиальная астма, воспален» легких и даже туберкулез.

Закаленные люди редко болеют гриппом, а если болеют, переносят его легко и без осложнений.

Жизненную ёмкость лёгких принято измерять в сантиметрах кубических (см³).

У взрослых мужчин ЖЕЛ колеблется между цифрами 3 500-4 000 см³.

Для женщин жизненная ёмкость лёгких составляет в среднем 2 500-3 000 см³.

что такое жизненная емкость легких

У мальчиков 4-17 лет данный показатель пребывает в пределах 1200-3500 см³. Для девочек того же возраста норма ЖЕЛ – 900-2760 см³.

Иногда показатели существенно отличаются от нормы. Так у спортсменов или лиц, имеющих от природы крепкое здоровье, они могут достигать уровня 6 000-8000 см³. Большей ЖЕЛ обладают высокорослые, некурящие люди, представители некоторых профессий, связанных с повышенной активностью и существенными физическими нагрузками (моряки, грузчики, кочегары, кузнецы, военнослужащие).

Важным преимуществом людей с высокой жизненной ёмкостью лёгких становится полноценное насыщение организма кислородом, тогда как при заниженных показателях О2 поступает в альвеолы в малых количествах.

Жизненая емкость легких склонна к постепенному понижению. Наблюдаются возрастные изменения динамики этого показателя – по мере старения человека они уменьшаются на 25-35%.

Существуют интересные статистические данные – помимо пола и возраста, на средние цифры жизненой емкости легких способны повлиять раса и национальная принадлежность человека.

В результате многочисленных исследований обнаружилось, что в сравнении с европейцами азиаты часто имеют более низкие лёгочные показатели

Из чего состоит жизненая емкость легких

ЖЕЛ представляет собой сумму 3 основных показателей:

  1. дыхательного объёма;
  2. объёма резервного воздуха;
  3. остаточного функционального объёма.

Дыхательный объём представляет собой количество воздуха, которое удаётся вдохнуть и выдохнуть здоровому взрослому человеку в спокойном состоянии. Чаще всего его количество составляет 400-500 см³.

Под объёмом резервного воздуха следует понимать глубину глотка, который можно сделать после глубоко вдоха (около 1500 см³).

Остаточный функциональный объём складывается из количества воздушной массы, которую не получится выдохнуть, и показателей резервного выдоха.

Даже после самого глубокого выдоха в лёгких остаётся еще около 800-1700 кубических сантиметров воздуха.
В каких случаях необходимо уточнять лёгочный объём

Показатели ЖЕЛ играют важную роль при подозрении на наличие у пациента заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной системы.

После того, как стандартный объём лёгких определён, специалист может поставить точный диагноз, и назначить больному высокоэффективный лечебный курс.

Постоянный недостаток кислорода способен привести к нежелательным осложнениям и недостаточной результативности терапевтических мероприятий. Только благодаря точным расчётам ЖЕЛ, можно рассчитывать на успешное прохождение лечения, и нормализацию состояния пациента.

Чтобы определить, необходима ли процедура по измерению ЖЕЛ, врач должен обязательно определить состояние диафрагмы и уровень перкуторного тона, измеряемого над лёгкими. Дополнительно предусмотрено проведение рентгеновского снимка, при изучении которого специалист уточняет, соответствует ли уровень прозрачности лёгочных полей требуемым показателям.

Объемные показатели внешнего дыхания

Соотношение величин легочных объемов и емкостей представлено на рис.

При исследовании внешнего дыхания используются следующие показатели и их аббревиатура.

Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха, находящийся в легких после максимально глубокого вдоха (4-9 л).

Жизненная емкость легких

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — объем воздуха, который может выдохнуть человек при максимально глубоком медленном выдохе, сделанном после максимального вдоха.

Величина жизненной емкости легких человека составляет 3-6 л. В последнее время в связи с внедрением пневмотахографической техники все чаще определяют так называемую форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ).

При определении ФЖЕЛ испытуемый должен после максимально глубокого вдоха сделать максимально глубокий форсированный выдох. При этом выдох должен производиться с усилием, направленным на достижение максимальной объемной скорости выдыхаемого воздушного потока на протяжении всего выдоха.

Компьютерный анализ такого форсированного выдоха позволяет рассчитать десятки показателей внешнего дыхания.

Индивидуальную нормальную величину ЖЕЛ называют должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ). Ее рассчитывают в литрах по формулам и таблицам на основе учета роста, массы тела, возраста и пола. Для женщин 18-25-летнего возраста расчет можно вести по формуле

ДЖЕЛ = 3,8*Р + 0,029*В — 3,190; для мужчин того же возраста

Остаточный объем

ДЖЕЛ = 5,8*Р + 0,085*В — 6,908, где Р — рост; В — возраст (годы).

Величина измеренной ЖЕЛ считается пониженной, если это снижение составляет более 20% от уровня ДЖЕЛ.

Если для показателя внешнего дыхания применяют название «емкость», то это значит, что в состав такой емкости входят более мелкие подразделения, называемые объемами. Например, ОЕЛ состоит из четырех объемов, ЖЕЛ — из трех объемов.

Дыхательный объем (ДО) — это объем воздуха, поступающий в легкие и удаляемый из них за один дыхательный цикл. Этот показатель называют также глубиной дыхания. В состоянии покоя у взрослого человека ДО составляет 300-800 мл (15-20% от величины ЖЕЛ); месячного ребенка — 30 мл; годовалого — 70 мл; десятилетнего — 230 мл.

Если глубина дыхания больше нормы, то такое дыхание называют гиперпноэ — избыточное, глубокое дыхание, если же ДО меньше нормы, то дыхание назвают олигопноэ — недостаточное, поверхностное дыхание.

При нормальной глубине и частоте дыхания его называют эупноэ — нормальное, достаточное дыхание.

Нормальная частота дыхания в покое у взрослых составляет 8-20 дыхательных циклов в минуту; месячного ребенка — около 50; годовалого — 35; десятилетнего — 20 циклов в минуту.

Резервный объем вдоха (РОвд) — объем воздуха, который человек может вдохнуть при максимально глубоком вдохе, сделанном после спокойного вдоха. Величина РОвд в норме составляет 50-60% от величины ЖЕЛ (2-3 л).

Резервный объем выдоха (РОвыд) — объем воздуха, который человек может выдохнуть при максимально глубоком выдохе, сделанном после спокойного выдоха. В норме величина РОвыд составляет 20-35% от ЖЕЛ (1-1,5 л).

Остаточный объем легких (ООЛ) — воздух, остающийся в дыхательных путях и легких после максимального глубокого выдоха. Его величина составляет 1-1,5 л (20-30% от ОЕЛ).

В пожилом возрасте величина ООЛ нарастает из-за уменьшения эластической тяги легких, проходимости бронхов, снижения силы дыхательных мышц и подвижности грудной клетки. В возрасте 60 лет он уже составляет около 45% от ОЕЛ.

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — воздух, остающийся в легких после спокойного выдоха. Эта емкость состоит из остаточного объема легких (ООЛ) и резервного объема выдоха (РОвыд).

Не весь атмосферный воздух, поступающий в дыхательную систему при вдохе, принимает участие в газообмене, а лишь тот, который доходит до альвеол, имеющих достаточный уровень кровотока в окружающих их капиллярах. В связи с этим выделяют гак называемое мертвое пространство.

Анатомическое мертвое пространство (АМП) — это объем воздуха, находящийся в дыхательных путях до уровня респираторных бронхиол (на этих бронхиолах уже имеются альвеолы и возможен газообмен). Величина АМП составляет 140-260 мл и зависит от особенностей конституции человека (при решении задач, в которых необходимо учитывать АМП, а величина его не указана, объем АМП принимают равным 150 мл).

Физиологическое мертвое пространство (ФМП) — объем воздуха, поступающий в дыхательные пути и легкие и не принимающий участия в газообмене. ФМП больше анатомического мертвого пространства, так как включает его как составную часть.

Кроме воздуха, находящегося в дыхательных путях, в состав ФМП входит воздух, поступающий в легочные альвеолы, но не обменивающийся газами с кровью из-за отсутствия или снижения кровотока в этих альвеолах (для этого воздуха иногда применяется название альвеолярное мертвое пространство).

В норме величина функционального мертвого пространства составляет 20-35% от величины дыхательного объема. Возрастание этой величины свыше 35% может свидетельствовать о наличии некоторых заболеваний.

Таблица 1. Показатели легочной вентиляции

В медицинской практике важно учитывать фактор мертвого пространства при конструировании приборов для дыхания (высотные полеты, подводное плавание, противогазы), проведении ряда диагностических и реанимационных мероприятий.

При дыхании через трубки, маски, шланги к дыхательной системе человека подсоединяется дополнительное мертвое пространство и, несмотря на возрастание глубины дыхания, вентиляция альвеол атмосферным воздухом может стать недостаточной.

Минутный объем дыхания

Минутный объем дыхания (МОД) — объем воздуха вентилируемый через легкие и дыхательные пути за 1 мин. Для определения МОД достаточно знать глубину, или дыхательный объем (ДО), и частоту дыхания (ЧД):

МОД = ДО * ЧД.

В покос МОД составляет 4-6 л/мин. Этот показатель часто называют также вентиляцией легких (отличать от альвеолярной вентиляции).

Альвеолярная вентиляция

Альвеолярная вентиляция легких (АВЛ) — объем атмосферного воздуха, проходящий через легочные альвеолы за 1 мин. Для расчета альвеолярной вентиляции надо знать величину АМП. Если она не определена экспериментально, то для расчета объем АМП берут равным 150 мл. Для расчета альвеолярной вентиляции можно пользоваться формулой

АВЛ = (ДО — АМП) • ЧД.

Например, если глубина дыхания у человека 650 мл, а частота дыхания 12, то АВЛ равно 6000 мл (650-150) • 12.

АВ = (ДО — ОМП) * ЧД = ДОальв * ЧД

  • АВ — альвеолярная вентиляция;
  • ДОальв — дыхательный объем альвеолярной вентиляции;
  • ЧД — частота дыхания

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) — максимальный объем воздуха, который может быть провентилирован через легкие человека за 1 мин. МВЛ может быть определена при произвольной гипервентиляции в покое (дышать максимально глубоко и часто в покос допустимо не более 15 с).

С помощью специальной техники МВЛ может быть определена во время выполнения человеком интенсивной физической работы. В зависимости от конституции и возраста человека норма МВЛ находится в границах 40-170 л/мин. У спортсменов МВЛ может достигать 200 л/мин.

Источник: //doktora-info.ru/dyhanie/emkost-legkih.html

Внешнее дыхание и объемы легких

Объемы дыхания

Для фридайвера легкие явлются основным “рабочим инстументом” (конечно, после головного мозга), поэтому нам важно понимать устройство легких и весь процесс дыхания. Обычно, когда мы говорим о дыхании, мы имеем в виду внешнее дыхание или вентиляцию легких — единственный заметный для нас процесс в цепи дыхания. И рассматривать дыхание надо начинать именно с него.

Строение легких и грудной клетки

Легкие представляют собой пористый орган, похожий на губку, напоминающий в своем строении скопление отдельных пузырьков или виноградную гроздь с большим количеством ягод.

Каждая «ягода» — это легочная альвеола (легочный пузырек) — место, где происходит выполнение основной функции легких — газообмен. Между воздухом альвеол и кровью лежит воздушно-кровяной барьер, образованный очень тонкими стенками альвеолы и кровеносного капилляра.

Именно через этот барьер происходит диффузия газов: из альвеолы в кровь поступает кислород, а из крови в альвеолу углекислый газ.

Воздух к альвеолам поступает по воздухоносным путям — трохея, бронхи и более мелкие бронхиолы, которые завершаются альвеолярными мешками.

Ветвление бронхов и бронхиол формирует доли (правое легкое имеет 3 доли, левое – 2 доли).

В среднем в обоих легких имеется около 500-700 млн альвеол, дыхательная поверхность которых составляет от 40 м2 при вы­дохе до 120 м2 при вдохе. При этом большее количество альвеол находится в нижних отделах легких.

Бронхи и трахея имеют в своих стенках хрящевое основание и поэтому достаточно жестки. Бронхиолы и альвеолы имеют мягкие стенки и поэтому могут спадаться, то есть слипаться, как спустивший воздушный шарик, если в них не поддерживать некое давление воздуха. Чтобы этого не произошло, легкие, как единый орган, со всех сторон покрытый плеврой — прочной герметичной оболочкой.

Плевра имеет два слоя — два листка. Один листок плотно прилежит к внутренней поверхности жесткой грудной клетки, другой — окружает легкие.

Между ними находится плевральная полость, в которой поддерживается отрицательное давление. Благодаря этому легкие находятся в расправленном состоянии.

Отрицательное давление в плевральной щели обусловлено эластической тягой легких, то есть постоянным стремлением легких уменьшить свой объем.

Эластическая тяга легких обусловлена тремя факторами:1) упругостью ткани стенок альвеол вследствие наличия в них эластичных волокон2) тонусом бронхиальных мышц

3) поверхностным натяжением пленки жидкости, покрывающей внутреннюю поверхность альвеол.

Жесткий каркас грудной клетки составляют ребра, которые гибко, благодаря хрящам и суставам, присоединяются к позвоночнику и суставам. Благодаря этому грудная клетка увеличивает и уменьшает свой объем, сохраняя при этом жесткость, необходимую для защиты находящихся в грудной полости органов.

Дыхательные мышцы

Для того, чтобы вдохнуть воздух, нам необходимо создать в легких давление более низкое, чем атмосферное, а чтобы выдохнуть более высокое. Таким образом, для вдоха необходимо увеличение объема грудной клетки, для выдоха — уменьшением объема. На самом деле большая часть усилий дыхания расходуется на вдох, в обычных условиях выдох осуществляется за счет упругих свойств легких.

Основной дыхательной мышцей является диафрагма — куполообразная мышечная перегородка между полостью грудной клетки и брюшной полостью. Условно её границу можно провести по нижнему краю ребер.

При вдохе диафрагма сокращается, растягиваясь активным действием в сторону нижних внутренних органов. При этом несжимаемые органы брюшной полости оттесняются вниз и в стороны, растягивая стенки брюшной полости. При спокойном вдохе купол диафрагмы спускается приблизительно на 1.

5 см, соответственно увеличивается вертикальный размер грудной полости. При этом нижние ребра несколько расходятся, увеличивая и обхват грудной клетки, что особенно заметно в нижних отделах.

При выдохе диафрагма пассивно расслабляется и подтягивается, удерживающими её сухожилиями, в своё спокойное состояние.

Кроме диафрагмы, в увеличении объема грудной клетки принимают участие также наружные косые межреберные и межхрящевые мышцы. В результате подъема ребер увеличивается смещение грудины вперед и отхождение боковых частей ребер в стороны.

При очень глубоком интенсивном дыхании или при повышении сопротивления вдоху в процесс увеличения объема грудной клетки включается ряд вспомогательных дыхательных мышц, которые могут поднимать ребра: лестничные, большая и малая грудные, передняя зубчатая. К вспомогательным мышцам вдоха относятся также мышцы, разгибающие грудной отдел позвоночника и фиксирующие плечевой пояс при опоре на откинутые назад руки(трапециевидная, ромбовидные, поднимающая лопатку).

Как говорилось выше, спокойный вдох протекает пассивно, практически на фоне расслабления мышц вдоха.

При активном интенсивном выдохе «подключаются» мышцы брюшной стенки, в результате чего объем брюшной полости уменьшается и повышается давление в ней. Давление передается на диафрагму и поднимает ее.

Вследствие сокращения внутренних косых межреберных мышц происходит опускание ребер и сближение их краев.

Дыхательные движения

В обычной жизни, понаблюдав за собой и своими знакомыми, можно увидеть как дыхание, обеспечиваемое в основном диафрагмой, так и дыхание, обеспечиваемое в основном работой межреберных мышц. И это в пределах нормы. Мышцы плечевого пояса чаще подключаются при серьезных заболеваниях или интенсивной работе, но почти никогда — у относительно здоровых людей в нормальном состоянии.

Считается, что дыхание, обеспечиваемое в основном движениями диафрагмы, характерно больше для мужчин. В норме вдох сопровождается незначительным выпячиванием брюшной стенки, выдох — незначительным ее втяжением. Это брюшной тип дыхания.

У женщин чаще всего встречается грудной тип дыхания, обеспечиваемый в основном работой межреберных мышц. Это может быть связано с биологической готовностью женщины к материнству и, как следствие, с затрудненностью брюшного дыхания при беременности. При этом типе дыхания наиболее заметные движения совершает грудина и ребра.

Дыхание, при котором активно движутся плечи и ключицы, обеспечивается работой мышц плечевого пояса. Вентиляция легких при этом малоэффективна и касается только верхушек легких. Поэтому такой тип дыхания называется верхушечным. В обычных условиях такой тип дыхания практически не встречается и используется либо в ходе тех или иных гимнастик или развивается при серьезных заболеваниях.

Во фридайвинге мы считаем, что брюшной тип дыхания или дыхание животом является наиболее естественным и продуктивным. Об этом же говорится при занятиях йогой и пранаямой.

Во-первых, потому, что в нижних долях легких находится больше альвеол. Во-вторых, дыхательные движения связаны с нашей вегетативной нервной системой. Дыхание животом активирует парасимпатическую нервную систему – педаль тормоза для организма.

Грудное дыхание активирует симпатическую нервную систему – педаль газа. При активном и долгом верхушечном дыхании происходит перестимуляция симпатической нервной системы. Это работает в обе стороны. Так паникующие люди всегда дышат верхушечным дыханием.

И наоборот, если какое-то время спокойно дышать животом, происходит успокоение неврной системы и замедление всех процессов.

Легочные объемы

При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает около 500 мл (от 300 до 800 мл) воздуха, этот объем воздуха называется дыхательным объемом.

 Кроме обычного дыхательного объема при максимально глубоком вдохе человек может вдохнуть еще приблизительно 3000 мл воздуха — это резервный объем вдоха.

 После обычного спокойного выдоха обычный здоровый человек напряжением мышц выдоха способен «выдавить» из легких еще около 1300 мл воздуха — это резервный объем выдоха

Сумма указанных объемов составляет жизненную емкость легких (ЖЭЛ): 500 мл + 3000 мл + 1300 мл = 4800 мл.

Как видим, природа подготовила для нас почти десятикратный запас по возможности «прокачивать» воздух через легкие.

Дыхательный объем — количественное выражение глубины дыхания. Жизненная емкость легких определяет собой максимальный объем воздуха, который может быть введен или выведен из легких в течение одного вдоха или выдоха. Средняя жизненная емкость легких у мужчин составляет 4000 — 5500 мл, у женщин — 3000 — 4500 мл. Физические тренировки и различные растяжки грудной клетки позволяют увеличить ЖЭЛ.

После максимального глубокого выдоха в легких остается около 1200 мл воздуха. Это — остаточный объем. Большая его часть может быть удалена из легких только при открытом пневмотораксе.

Остаточный объем определяется в первую очередь эластичностью диафрагмы и межреберных мышц. Увеличение подвижности грудной клетки и уменьшение остаточного объема – важная задача при подготовке к нырянию на большие глубины.

Погружения ниже остаточного объема для обычного нетренированного человека – это погружения глубже 30-35 метров.

Один из популярных способов увеличения эластичности диафрагмы и уменьшения остаточного объема легких – регулярное выполнение уддияна бандхи.

Максимальное количество воздуха, которое может находиться в легких, называется общей емкостью легких, она равна сумме остаточного объема и жизненной емкости легких (в использованном примере: 1200 мл + 4800 мл = 6000 мл).

Объем воздуха, находящийся в легких в конце спокойного выдоха (при расслабленной дыхательной мускулатуре) называется функциональной остаточной емкостью легких.

 Она равна сумме остаточного объема и резервного объема выдоха (в использованном примере: 1200 мл + 1300 мл = 2500 мл).

Функциональная остаточная емкость легких близка к объему альвеолярного воздуха перед началом вдоха.

Вентиляция легких определяется объемом воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого в единицу времени. Обычно измеряют минутный объем дыхания. Вентиляция легких зависит от глубины и частоты дыхания, которая в состоянии покоя составляет от 12 до 18 вдохов в минуту. Минутный объем дыхания равен произведению дыхательного объема на частоту дыхания, т.е. примерно 6-9 л.

Для оценки легочных объемов используется спирометрия — метод исследования функции внешнего дыхания, включающий в себя измерение объёмных и скоростных показателей дыхания. Мы рекомендуем пройти это исследование всем, кто планирует серьезно заниматься фридайвингом.

Мертвое пространство

Воздух находится не только в альвеолах, но и в воздухоносных путях. К ним относятся полость носа (или рта при ротовом дыхании), носоглотка, гортань, трахея, бронхи.

Воздух, находящийся в воздухоносных путях (за исключением дыхательных бронхиол), не участвует в газообмене. Поэтому просвет воздухоносных путей называют анатомическим мертвым пространством.

 При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мертвое пространство и, не изменив своего состава, покидают его при выдохе.

Объем анатомического мертвого пространства около 150 мл или примерно 1/3 дыхательного объема при спокойном дыхании. Т.е. из 500 мл вдыхаемого воздуха в альвеолы поступает лишь около 350 мл. В альвеолах в конце спокойного выдоха находится около 2500 мл воздуха, поэтому при каждом спокойном вдохе обновляется лишь 1/7 часть альвеолярного воздуха.

Источник: //freediver.me/articles/physiology/vneshnee-dyhanie-i-obemy-legkih

WikiMedSpravka.Ru
Добавить комментарий